DE4011771A1 - Heizwalzen-fixiereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalzen-Fixiereinheit zum Warmschmelzen von Toner mittels der von einer Heiz­ walze ausgehenden Wärme, wobei der Toner auf einem Auf­ zeichnungsträger, der das zunächst unfixierte Tonerbild trägt und zwischen der Heizwalze und einer Andruckwalze gehalten wird durch Andrücken der Andruckwalze gegen die aufgeheizte Heizwalze fixiert wird; der Aufzeich­ nungsträger wird durch die Heizwalzen-Fixiereinheit gleichzeitig weitertransportiert.

Kopiermaschinen, elektrofotografische Drucker (Laserdrucker und dergleichen) sind bekannte Bildauf­ zeichnungseinrichtungen, die ein sogenanntes elektro­ fotografisches System verwenden, bei welchem durch Be­ lichten einer fotoleitfähigen Trommel auf dieser ein Latentbild gebildet wird, sodann durch Aufbringen von Tonermaterial auf das Latentbild ein Tonerbild erzeugt wird und das Tonerbild auf einen Aufzeichnungsträger übertragen und mittels einer Fixiereinheit auf diesem fixiert wird.

Es sind viele Verfahren zum Fixieren von durch ein elektrofotografisches System aufgebrachtem Tonermateri­ al auf einem Aufzeichnungsträger bekannt, nämlich ein Warmschmelzverfahren, die Verwendung eines Lösungsmit­ tels, die Anwendung von Druck und dergleichen. Das Warmschmelzverfahren wird vorzugsweise verwendet, da es das sicherste und zuverlässigste Verfahren ist. Von den verschiedenen Arten von Warmschmelzverfahren wird sehr häufig die sogenannte Heizwalzenfixierung angewendet, bei welcher das Tonermaterial durch die von der Heiz­ walze aufgebrachte Wärme warmgeschmolzen wird, während der das noch unfixierte Tonerbild tragende Aufzeich­ nungsträger gegen die geheizte Walze (Heizwalze) ge­ preßt wird.

Das Heizwalzen-Fixierverfahren umfaßt die Verwendung eines Fixierwalzenpaares mit einer Heizwalze, die mit­ tels einer Wärmequelle, beispielsweise eingebauten Ha­ logenlampen oder dergleichen, auf eine hohe Temperatur aufgeheizt wird, und mit einer Andruckwalze aus elasti­ schem Material, beispielsweise Silikongummi, die mit einer vorgegebenen Kraft gegen die Heizwalze vorge­ spannt ist, wobei der das unfixierte Tonerbild tragende Aufzeichnungsträger zwischen dem Fixierwalzenpaar ge­ halten wird und das Tonermaterial mittels der von der Heizwalze aufgebrachten Wärme fixiert wird. Im allge­ meinen wird die Heizwalze angetrieben und nimmt die An­ druckwalze mit, wobei der zwischen dem Walzenpaar ein­ geklemmte Aufzeichnungsträger durch diese Drehung wei­ tertransportiert wird.

Als Aufzeichnungsträger für die Verwendung in einem Drucker werden Endlosblatt-Aufzeichnungsträger ähnlich den in herkömmlichen Zeilendruckern verwendeten Auf­ zeichnungsträgern bevorzugt. Als Endlosblatt- Aufzeichnungsträger gilt in sogenannte Zickzack-Lagen gefaltetes Papier, d.h. mit Transportlöchern versehenes Endlospapier (im folgenden kurz "Endlospapier" ge­ nannt), dessen Faltkanten jeweils maschinell perforiert sind, so daß es in einfacher Weise abgetrennt werden kann.

Eine Heizwalzenfixierung wird oft auch bei elektrofoto­ grafischen Druckern durchgeführt, die Endlospapier als Aufzeichnungsträger verwenden.

Die Heizwalze ist jedoch mit Fluorkarbon-Harz beschich­ tet, auf den zusätzlich Silikonöl aufgebracht wird, um ein Haften von Tonermaterial bzw. das sogenannte Off­ set-Phänomen zu vermeiden, bei welchem das auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aufgetragene Toner­ material auf die Walze zurückübertragen wird. Infolge dessen wird die Oberfläche der Heizwalze rutschig (mit einem niedrigen Reibungsbeiwert); wenn als Aufzeich­ nungsträger verwendetes Endlospapier durch eine Fixier­ einheit transportiert wird, bei der die Heizwalzenfi­ xierung als Fixierverfahren Anwendung findet, dann ent­ steht das Problem, da in diesem Fall das Endlospapier nicht mit seinen Transportlöchern gefaltet ist, daß ein Schlupf zwischen der Heizwalze und dem Aufzeichnungs­ träger (Endlospapier) entsteht, der es schwierig macht, das Endlospapier mit konstanter Geschwindigkeit zu för­ dern. Da die Fördergeschwindigkeit des endlosen Auf­ zeichnungsträgers sich ändert, kann ein Zeilenversatz während des Druckens oder einer Ungleichmäßigkeit in den Halbtonbereichen auftreten, wenn das Bild erzeugt wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizwalzen-Fixiereinheit zu schaffen, die in der Lage ist, Aufzeichnungsträger mit konstanter Fördergeschwin­ digkeit ohne Schlupf zwischen der Heizwalze und dem Aufzeichnungsträger zu transportieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei einer Heizwalzen-Fixiereinheit für eine Bildauf­ zeichnungseinrichtung, bei der die Fixiereinheit zum Aufschmelzen eines Tonerbildes auf einen Aufzeichnungs­ träger bestimmt ist, ist eine Heizwalze und eine an dieser Heizwalze anliegende Andruckwalze vorgesehen, wobei die Heizwalze auf ihrer Mantelfläche in bestimm­ ten Abschnitten eine aufgerauhte Oberfläche hat.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die An­ druckwalze so angeordnet, daß die Drehachse dieser An­ druckwalze im wesentlichen parallel zur Drehachse der Heizwalze ist, wobei der das Tonerbild tragende Auf­ zeichnungsträger zwischen der Andruckwalze und der Heizwalze hindurch transportiert wird; ferner sind An­ triebsmittel für den Drehantrieb zumindest einer der beiden Walzen, nämlich der Heizwalze oder der Andruck­ walze, vorgesehen, sowie Einrichtungen zum Andrücken der Andruckwalze gegen die Heizwalze, so daß die Heiz­ walze und die Andruckwalze über die aufgerauhten Ober­ flächenabschnitte einen sicheren Reibeingriff haben und synchron umlaufen, wobei sie den zwischen ihnen gehal­ tenen Aufzeichnungsträger schlupffrei transportieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Heizwalzen-Fixiereinheit mit den Merkmalen der vorlie­ genden Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt die Heizwalzen-Fixiereinheit eine Heizwalze 1 und eine Andruckwalze 2, die vertikal übereinander angeordnet sind und ein Fixierwalzenpaar bilden.

Die obere Heizwalze 1 ist eine zylindrische Walze aus einer Aluminiumlegierung; sie ist länger als die Breite des Aufzeichnungsträgers 4, der fixiert werden soll (wie mit dem Bezugszeichen W in der Zeichnung darge­ stellt), und ihre beiden Enden sind drehbar in einem Rahmen oder Tragkonsolen (nicht dargestellt) gelagert. In der Heizwalze 1 ist als Wärmequelle eine Halogenlam­ pe 11 eingebaut; die Heizwalze wird auf eine vorgegebe­ ne Temperatur aufgeheizt. Ein Ende der Heizwalze 1 ist mit einem Motor 5 gekuppelt, der als Drehantrieb dient. Durch diesen Motor wird die Heizwalze mit einer Drehge­ schwindigkeit angetrieben, bei der ihre Umfangsge­ schwindigkeit der Fördergeschwindigkeit des zu fixie­ renden Aufzeichnungsträgers entspricht.

Der Aufbau der unteren Andruckwalze 2 ist so, daß eine Silikongummischicht mit vorgegebener Härte (30°-50°, Japanese Industrial Standard) und Dicke auf die äußere Mantelfläche eines Metallkerns aufgetragen ist; sie ist drehbar gelagert und liegt an der Heizwalze 1 an. Die Andruckwalze 2 ist durch Vorspannfedern 3 gegen die Heizwalze 1 mit einer vorgegebenen Andruckkraft vorge­ spannt (Druck bei Linienberührung gleich 0,5 bis 1 kg pro cm).

Am Außenumfang der beiden Endabschnitte der Heizwalze 1, die am Fixiervorgang nicht beteiligt sind (Bereiche außerhalb der Breite W des zu fixierenden Aufzeich­ nungsträgers), sind durch Rändeln gebildete aufgerauhte Bereiche 1 A vorgesehen.

Die gerändelten Bereiche sind jeweils durch Plastifi­ zieren hergestellt und haben einen Außendurchmesser, der geringfügig größer als der der eigentlichen Materi­ aloberfläche ist. Die gerändelten Bereiche 1 A sind mit der Andruckwalze 2 im Eingriff und verbunden, so daß die Andruckwalze 2 exakt mit einer Drehzahl angetrieben wird, die der äußeren Umfangsgeschwindigkeit der Heiz­ walze 1 entspricht.

Infolgedessen wird der zu fixierende Aufzeichnungsträ­ ger 4 zwischen der Heizwalze 1 und der Andruckwalze 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit (nämlich der Um­ fangsgeschwindigkeit der Heizwalze 1) und ohne Schlupf transportiert.

Laufuntersuchungen unter Verwendung von aufgerauhten Bereichen, die durch Überkreuz-Rändeln (m=3 mit Modul m=Durchmesser/Zähnezahl) erzeugt wurden, zeigten eine ausgezeichnete Mitnahme, wodurch der erwähnte und er­ wartete Effekt bestätigt wurde.

Obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel aufgerauhte Bereiche zeigt, die durch Überkreuz-Rändeln (m=3) er­ zeugt wurden, kann auch eine Parallel-Rändelung oder dergleichen verwendet werden, um aufgerauhte Bereiche unterschiedlicher Form und Größe herzustellen. Außerdem kann zur Herstellung unregelmäßiger Formen auch eine abtragende Bearbeitung, ein chemisches Korosionsverfah­ ren oder dergleichen anstelle des Rändelns vorgesehen werden.

Wie oben ausgeführt wurde, stellt die Heizwalzen-Fi­ xiereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung sicher, daß die Heizwalze und die Andruckwalze synchron ange­ trieben werden, ohne daß ein Schlupf des zwischen die­ sen gehaltenen Aufzeichnungsträgers auftritt, so daß dieser Aufzeichnungsträger exakt und mit konstanter Ge­ schwindigkeit transportiert wird.

Auch bei einer Bildaufzeichnungseinrichtung, bei der Endlospapier als Aufzeichnungsträger verwendet wird, tritt kein Zeilenversatz während des Druckens bzw. eine Ungleichmäßigkeit in den Halbtonbereichen auf.

Die vorliegende Erfindung dient dazu, eine Andruckwalze mit einer Heizwalze so zu kuppeln, daß die Andruckwalze durch die Heizwalze ständig angetrieben wird, wobei eine besondere Aufmerksamkeit der Tatsache gilt, daß die Andruckwalze den Bewegungen der Heizwalze mit Schlupf folgt und aufhört zu drehen, wenn zwischen die­ sen ein Schlupf auftritt (wenn der Aufzeichnungsträger zwischen den beiden Walzen rutscht, dann wird die anzu­ treibende Andruckwalze selbstverständlich nicht ange­ trieben). Die aufgerauhten Bereiche mit aufgerauhten Oberflächen, so weit sie vorstehend beschrieben wurden, sind durch Rändeln der Umfangsfläche der Heizwalze ge­ bildet. Die aufgerauhten Bereiche befinden sich mit der Andruckrolle im Eingriff, so daß deren Antrieb gewähr­ leistet ist und jeweils zwischen diesen befindliche Aufzeichnungsträger mit konstanter Geschwindigkeit transportiert werden. Die aufgerauhten Bereiche sind jeweils an äußeren Umfangsflächen in Endbereichen der Heizwalze ausgebildet, und zwar außerhalb des Berei­ ches, in welchem der Aufzeichnungsträger gehalten wird; dadurch wird verhindert, daß der Aufzeichnungsträger beschädigt wird und es wird sichergestellt, daß die An­ druckrolle drehangetrieben wird.

Claims (5)

1. Heizwalzen-Fixiereinheit für eine Bildaufzeich­ nungseinrichtung, wobei die Fixiereinheit zum Auf­ schmelzen eines Tonerbildes auf einen Aufzeich­ nungsträger bestimmt ist, gekennzeichnet durch eine Heizwalze (1) und eine an dieser Heizwalze (1) anliegende Andruckwalze (2), wobei die Heiz­ walze (1) auf ihrer Mantelfläche in bestimmten Ab­ schnitten eine aufgerauhte Oberfläche (1 A) hat.

2. Heizwalzen-Fixiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckwalze (2) so ange­ ordnet ist, daß die Drehachse dieser Andruckwalze (2) im wesentlichen parallel zur Drehachse der Heizwalze (1) ist, wobei der das Tonerbild tragen­ de Aufzeichnungsträger (4) zwischen der Andruck­ walze (2) und der Heizwalze (1) hindurch transpor­ tiert wird, daß Antriebsmittel (5) für den Drehan­ trieb zumindest einer (2) der beiden Walzen, näm­ lich Heizwalze (1) oder Andruckwalze (2), vorgese­ hen sind, und daß Einrichtungen (3) zum Andrücken der Andruckwalze (2) gegen die Heizwalze (1) vor­ gesehen sind, so daß die Heizwalze (1) und die An­ druckwalze (2) über die aufgerauhten Oberflächen­ abschnitte (1 A) einen sicheren Reibeingriff haben und synchron umlaufen, wobei sie den zwischen ihnen gehaltenen Aufzeichnungsträger (4) schlupf­ frei transportieren.

3. Heizwalzen-Fixiereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Ab­ schnitte (1 A) jeweils seitliche Endabschnitte der Umfangsfläche der Heizwalze (1) sind, die außerhalb des den Aufzeichnungsträger (4) halten­ den Bereiches (W) liegen.

4. Heizwalzen-Fixiereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufge­ rauhte Oberfläche (1 A) durch Rändeln gebildet ist.

5. Heizwalzen-Fixiereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwalze (1) einen zylindrischen Walzenteil aufweist.